(57)【要約】【課題】  企業等ではファイアーウォールがあっても、インターネットを通して、音声通信を行いたいという要望があるため、ＨＴＴＰ及びＴＣＰを利用しても、遅延が大きくならない通信技術が求められる。【解決手段】  データの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信端末１０における音声通信方法であって、再送判断部１４が受信確認通知をパケット送受信部１３が受信する時刻を予想し、該予想時刻から一定時間内に相手方の音声通信端末２０から受信確認通知を受信しないときに、再送指示情報を該パケット送受信部１３に送信する判断ステップと、パケット送受信部１３が、再送指示情報に基づいてパケットを前記相手方の音声通信端末２０に再送する再送ステップと、を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信方法であって、
音声通信を行う相手方から受信確認通知を受信する予想時刻を算出し、該予想時刻から一定時間内に受信確認通知を受信しないときに、該受信確認通知に対応するパケットを該相手方に送信することを特徴とする音声通信方法。
【請求項２】
パケットの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信システムにおける音声通信方法であって、
音声通信を行う相手方の音声通信システムから受信確認通知を受信する予想時刻を算出し、該予想時刻から一定時間内に受信確認通知を受信しないときに、該受信確認通知に対応するパケットを該相手方の音声通信システムに送信することを特徴とする音声通信方法。
【請求項３】
データの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信システムにおける音声通信方法であって、
再送判断部が受信確認通知をパケット送受信部が受信する時刻を予想し、該予想時刻から一定時間内に相手方の音声通信システムから受信確認通知を受信しないときに、再送指示情報を該パケット送受信部に送信する判断ステップと、
前記パケット送受信部が、前記再送指示情報に基づいてパケットを前記相手方の音声通信システムに再送する再送ステップと、を有することを特徴とする音声通信方法。
【請求項４】
ｎ個目のパケットの前記受信確認通知の予想時刻は、
送信間隔×（ｎ−１）＋ゆらぎ
により予想することを特徴とする請求項１〜３に記載の音声通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信確認通知時刻を予想してデータの再送を行う音声通信技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術において、ＴＣＰプロトコルに代表される再送制御を行うプロトコルは、パケット廃棄を検出してパケット再送を行う。このとき、パケット再送による輻輳の悪化を避けるため、パケット廃棄の検出方法として、例えば、つぎのような方法をとっている。
【０００３】
図４に示すように受信側のＴＣＰでは受信パケットに抜けがあると、パケットの抜けがある前のパケットに付与されたシーケンス番号までを受信済みである旨を示す受信確認通知（ａｃｋ）を送信側に送信する。受信確認通知はパケット受信２個ごとに送信するのが一般的である。ただし、パケット廃棄検出時においては受信毎に受信確認通知を送信するように切り替える実装が一般的である。例えば、１，２，というシーケンス番号のパケットを受信後、４，５というパケットを受信した場合、途中の３が抜けている。このため２，４，５を受信する毎に、２までを受信済みであると示す受信確認通知を送信側に送信する。この場合、２までを受信済みであるという受信確認通知を２回受信した場合、シーケンス番号３のパケットが廃棄されたと予測できる。しかし、パケットの到着順序が入れ替わることも想定し、２までを受信済みであるという受信確認通知を３回受信した時点でシーケンス番号２のパケットを再送する場合が多い。なお、ここではシーケンス番号を簡単のための１，２，３という表現にしているが、実際にはデータのバイト数に基づきシーケンス番号を付与する(例えば、非特許文献１、２参照。)。
【０００４】
上記技術は受信パケットに抜けがあり、重複した受信確認通知を送信側が受けた場合の動作である。パケット廃棄は場合によっては抜けが生じるのではなく、あるパケット以降が全て廃棄される場合もある。この場合、受信確認通知がまったくかえってこないので、再送は次のような方法で行われる。
【０００５】
図５に示すように、送信側のＴＣＰは送信パケット及び受信確認通知からパケットの往復時間の測定を行い、過去の往復時間の履歴から再送を行うまでのタイムアウト値を計算する。このタイムアウト値は往復時間の評価値（予測値）に対して、平均偏差の４倍を加えた値にするのが一般的である。平均偏差の４倍を加えるのは無用な再送を避けるためである。
【０００６】
ＴＣＰはウィンドウ制御を使った送信量制御により、受信側の処理が許す限り、通信幅の最大速度でデータを送信することができるように設計されている。最大速度で送信している状態でパケット廃棄が発生した場合、ネットワークに輻輳が生じている可能性が高いため、無駄に再送を行うと輻輳がさらに悪化する可能性がある。そこで、ここまでに記述した無駄な再送を行わない仕組みが実装されている。
【０００７】
一方、ＴＣＰより上位でデータを読み出す動作を前述のシーケンス番号３のパケット廃棄の説明にあてはめた場合はつぎのようになる。
【０００８】
ＴＣＰより上位層ではＴＣＰ層において再送された３のパケットをＴＣＰ層が受信するまで、シーケンス番号３以降のデータを読み出すことができない。すなわち、図４に示すようにシーケンス番号４，５をＴＣＰ層で受信していたとしても、シーケンス番号３をＴＣＰ層で受信していないとシーケンス番号４，５のデータをＴＣＰより上位層で読み出すことができない。前述の通り、ＴＣＰは輻輳の悪化をさけるため再送を早期には行わないので、遅延が小さい通信には向かない。
【０００９】
一方、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル群を利用するインターネットにおいては、企業等でファイアーウォールを設けてインターネットに接続することが多い。ファイアーウォールがある場合、企業内からインターネットに接続ができるのはＴＣＰを利用したＨＴＴＰだけに制限されていることが一般的である。ファイアーウォールがある場合、ＨＴＴＰはＨＴＴＰプロキシサーバを中継してインターネットと接続されている。
【００１０】
ファイアーウォールがあったとしても、企業等でインターネットを利用して音声通信を行いたいという要望は強い。しかし、ＨＴＴＰプロキシサーバで中継されるＨＴＴＰはＴＣＰを利用しており、遅延が小さい通信には向かない。
【非特許文献１】Ｖ．Ｊａｃｏｂｓｏｎ、「Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ＴＣＰ  Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ  Ａｖｏｉｄａｎｃｅ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ」、Ａｐｒ．３０，１９９０  ｅｎｄ２ｅｎｄ−ｉｎｔｅｒｅｓｔ  ｍａｉｌｉｎｇ  ｌｉｓｔ．
【非特許文献２】Ｗ．リチャード  スティーブンス(著)、「詳解ＴＣＰ／ＩＰ＜Ｖｏｌ．１＞プロトコル」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
企業等ではファイアーウォールがあっても、インターネットを通して、音声通信を行いたいという要望があるため、ＨＴＴＰ及びＴＣＰを利用しても、遅延が大きくならない通信技術が求められる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
そこで上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、パケットの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信方法であって、音声通信を行う相手方から受信確認通知を受信する予想時刻を算出し、該予想時刻から一定時間内に受信確認通知を受信しないときに、該受信確認通知に対応するパケットを該相手方に送信することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、パケットの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信システムにおける音声通信方法であって、音声通信を行う相手方の音声通信システムから受信確認通知を受信する予想時刻を算出し、該予想時刻から一定時間内に受信確認通知を受信しないときに、該受信確認通知に対応するパケットを該相手方の音声通信システムに送信することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、データの再送制御を行う通信プロトコルを用いた音声通信システムにおける音声通信方法であって、再送判断部が受信確認通知をパケット送受信部が受信する時刻を予想し、該予想時刻から一定時間内に相手方の音声通信システムから受信確認通知を受信しないときに、再送指示情報を該パケット送受信部に送信する判断ステップと、前記パケット送受信部が、前記再送指示情報に基づいてパケットを前記相手方の音声通信システムに再送する再送ステップと、を有することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、ｎ個目のパケットの前記受信確認通知の予想時刻は、送信間隔×（ｎ−１）＋ゆらぎにより予想することを特徴とする請求項１〜３に記載の音声通信方法。
【００１６】
なお、音声通信システムには、パケット送信部、及び再送判断部等を備えるサーバを用いること、あるいは、パケット送受信部、及び再送判断部を備えるコンピュータ、並びにスピーカ、及びマイク等を備える音声通信端末からなるシステムを用いること等が可能である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１〜４に記載の発明によれば、パケット廃棄を早期に検出してデータ再送を行うので、データ再送による遅延の増加を抑制することが可能となる。
【００１８】
また、送信側についてのみ請求項１〜４に記載の発明を用いることで、上記効果を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を用いて実施形態について説明する。
【００２０】
(実施形態１)
図１に送信側音声通信端末１０、受信側音声通信端末２０の構成図を示す。図１に示すように、音声通信端末１０は通信部１１、制御部１２、パケット送受信部１３、再送判断部１４を有している。
【００２１】
音声通信端末２０は通信部２１、制御部２２、パケット送受信部２３、音声データ処理部２５、Ｄ／Ａ変換部２７、及びスピーカ２７を有している。
【００２２】
通信部１１、２１、は端末間でのデータの送受信を通信回線により行う。通信部１１には、例えば、ネットワークカード等を用いることができる。
【００２３】
パケット送受信部１３は受信確認通知を受信して再送判断部１４にその旨を通知する。また、パケット送受信部１３、２３は受信したデータであるパケットの再配列、及び送信するデータをパケット化して相手方端末に送信する。パケット送受信部１３、２３には、例えば、ＨＤＤ、不揮発メモリ、ＲＯＭ等に記憶されたＴＣＰを備えたＯＳを用いることができる。
【００２４】
再送判断部１４は音声通信開始の時刻をメモリに記憶しておき、パケット送受信部１３がｎ個目に送信する音声データに対応する受信確認通知をパケット送受信部１３が音声通信開始の時刻から一定時間内に受信しない場合に、パケット送受信部１３に対してｎ個目のパケットの再送指示を送信する。また、後述するゆらぎの算出が必要なときには、受信確認通知の受信時刻をメモリに記憶しておき、受信時刻の分散の平均等からゆらぎを決定する。再送判断部１４には、例えば、ＨＤＤ、不揮発メモリ、ＲＯＭ等に記憶された再送判断プログラムを用いることができる。
【００２５】
音声データ処理部２５は、例えば、パケット送受信部２３から受信したデータがデジタル圧縮されているときはこれを解凍してＤ／Ａ変換部２６に送信する等の処理を行う。音声データ処理部２５には、例えば、ＨＤＤ、不揮発メモリ、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムを用いることができる。
【００２６】
制御部１２、２２は、パケット送受信部１３、２３、再送判断部１４、音声データ処理部２５を制御する。制御部１２、２２には、例えば、ＣＰＵを用いることができる。
【００２７】
送信側の音声通信端末１０のパケット送受信部１３は一定サイズのデータを一定間隔で送信する。ここでは送信間隔を６０ｍｓとする。また、音声データパケットのヘッダ部にはシーケンス番号を付与し、データ長さも付与することとする。
【００２８】
受信確認通知はパケット受信毎にパケット受信側がパケット送信側に送信することとする。パケット送信側の音声通信端末１０のパケット送受信部１３では６０ｍｓ毎にパケットの送信を行う場合、通信遅延が一定であれば、受信確認通知も６０ｍｓ毎に受信されるはずである。しかし実際には通信遅延にゆらぎがあり、受信確認通知は正確に６０ｍｓ毎に受信するわけではない。ｎ個目の受信確認通知の受信時刻は以下の式であらわすことができる。なお、時刻はゼロから開始することとする。
【００２９】
６０×（ｎ−１）＋△（ｎ）  ［ｍｓ］  ，△（０）＝０
なお、ｎは１以上の整数で受信確認通知の順番をあらわす。一つ目の受信パケット通知は時刻ゼロに受信することになる。また、△はゆらぎをあらわす。
【００３０】
ゆらぎ△の予測値は次のように計算される。例えば、ゆらぎ△は過去の受信時刻の分散の平均値を使ってもよいし、単純な平均ではなくより近い受信時刻の分散に重み付けを行ってもよい。
【００３１】
ｎ＋１個目の受信確認通知の受信予測時刻は、
６０×ｎ＋△（ｎ＋１）  ［ｍｓ］
とあらわすことができる。
【００３２】
パケット送受信部１３による音声データの再送は、再送判断部１４がｎ＋１個目の受信確認通知の受信予測時刻である以下の時刻になってもｎ＋１番目の受信確認通知を受信しないと判断した場合に行う。
【００３３】
６０×ｎ＋△（ｎ＋１）＋ｔ
なお、ｔは設定値である。
【００３４】
ここで図２に示すように、パケット３が廃棄された場合を考える。
【００３５】
パケット送受信部１３が音声データ送信開始から、６０×３＋△（３＋１）＋ｔを超えてａｃｋ３がパケット送受信部２３から送信されない場合には、ａｃｋ３が送信されなくともパケット３を再送する。このｔの値を調整することで再送にかかる時間を調整することが可能である。
【００３６】
なお、再送判断部１４を設けずに、再送判断部１４が行う処理をパケット送受信部１３内で行うことも可能である。
【００３７】
(実施形態２)
つぎに、受信確認通知がパケット２個受信毎に送信される場合について説明する。
【００３８】
受信確認通知がパケット２個受信毎に送信される場合の、パケット廃棄の発生は以下の３種類のパターンが考えられる。
［１］  受信確認通知が送信されない一つ目のパケットだけが廃棄される場合。
［２］  受信確認通知が送信される二つ目だけが廃棄される場合。
［３］  両方が廃棄される場合。
【００３９】
一つ目だけが廃棄された場合、２つ目のパケットを受信すれば、すぐに受信確認通知が送信され、一つ目が廃棄されたことがわかるため、再送を行う場合は受信確認通知を受信してすぐに行えばよく、本実施形態を利用する必要がない。
【００４０】
２つ目だけが廃棄される場合には、図３に示すように受信確認通知が送信されないため、本実施形態を利用する。この場合、パケット４のみが廃棄されているが、送信側では３と４の両方が廃棄されたのか、４のみが廃棄されたのか、区別できないため、３，４の両方を即座に再送する。両方が廃棄される場合も、受信確認通知が送信されないため、３，４の両方を即座に再送する。
【００４１】
(その他)
なお、上記実施形態では音声データを例に説明したが、パケットを送受信する情報通信であれば、上記実施形態を適応することが可能である。送信する情報には、例えば通信端末１０がアクセス可能なデータベースに記録される映像、音声等の情報を用いることが可能である。
【００４２】
また、音声再生端末１０、２０の両方に、再送判断部、スピーカ、マイク、Ａ／Ｄ変換機、及びＤ／Ａ変換機を設置して、ＩＰ電話として実現すること等が考えられる。この場合には、マイク、及びスピーカを備える音声通信端末、並びに通信部、制御部、パケット送受信部、及び再送判断部を備えるコンピュータからなるシステムとして構成すること等が可能である。ＩＰ電話として実現するような場合には、マイクから入力した音声をＡ／Ｄ変換部によりデジタルデータ変換し、このデータをパケット送受信部がパケット化して相手方に送信する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】音声通信端末の構成図。
【図２】実施形態１の音声データ再送を示す図。
【図３】実施形態２の音声データ再送を示す図。
【図４】ＴＣＰを用いた音声データ再送を示す図。
【図５】ＴＣＰを用いた音声データ再送を示す図。
【符号の説明】
【００４４】
１０、２０  音声通信端末
１１、２１  通信部
１２、２２  制御部
１３、２３  パケット送受信部
１４  再送判断部
２５  音声データ処理部
２６  Ａ／Ｄ変換部
２７  スピーカ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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